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    非标设备三维自动化设计解决方案

    目前,设备设计已摆脱二维平面CAD设计模式,采用更有效率的三维设备设计平台进行方案设计、设备零部件设计、设备装配和平面出图。手套箱作为设计院在工程设中常用的非标准设备,由于结构复杂、零部件较多,且各工程项目需求不同,手套箱设备设计复用率极低。在项目周期和进度要求下,手套箱设计成为制约任务进度的主要因素,常需要投入大量人力和时间来完成。在引入和利用设备三维设计平台( Autodesk Inven

    目前,设备设计已摆脱二维平面CAD设计模式,采用更有效率的三维设备设计平台进行方案设计、设备零部件设计、设备装配和平面出图。设计院在工程设中常用的非标准设备,由于结构复杂、零部件较多,且各工程项目需求不同,非标设备设备设计复用率极低。在项目周期和进度要求下,非标设备设计成为制约任务进度的主要因素,常需要投入大量人力和时间来完成。在引入和利用设备三维设计平台( Autodesk Inventor)进行非标设备三维设计时,各项目的零部件建模、装配添加等工作仍需要按项目方案进行重新设计,设计周期和人力投入较二维设计提高不明显;同时,设计工序比较复杂,容易出现参数错误或者遗漏,造成二次修改并延误工期;进而影响工程建设整体进度。非标设备设计迫切需要一种快速、准确的三维设计模式,来提高设计效率和保证质量。非标设备参数化设计可以很好解决这个问题。

     

      Autodesk Inventor设备三维设计平台,秉承Autodesk系列软件开放性传统,不但拥有出色的平面草图绘制功能和强大的三维造型功能,而且还具备二次开发和用户定制方面的接口,通过应用 Inventor API(Application Programming Interface)的开发接口, Inventor平台上进行二次开发,建立参数化的设计架构和交互的设计界面,实现非标设备零部件快速设计和自动装配功能。

     

    1、二次开发思路

     

    非标设备二次开发的思路,是采用先进的参数化和 iMate装配预定义技术,在预先设计好自定义的设计界面上设置需要的关键参数;在设计时输入需要的外形参数,以及通用件型号等,自动生成列表。当创建非标设备模型时,程序自动遍历列表,调用参数,自动创建非标设备草图特征和轮廓特征,最终生成非标设备参数定义的零件,选择通用件并根据预定义 iMate装配非标设备模型。

     

    2、参数化设备设计开发

     

    2.1参数化建模及实现方法

     

    基于COMAPI是以功能对象(objects)形式存在每一个对象都对应 Inventor中的一些功能,每个对象都可能有多种的方法、属性和事件;一切对象都是通过对象模型被访问到的,对象模型图就象一个金字塔,最顶层的个对象叫做 Application?;?/span>Inventor的开发接口,根据需要定制功能、操作和优化算法等,实现第三方应用程序和 Inventor的交互。Inventor二次开发的关键在于正确合理的对象的调用。

     

    非标设备参数化设计采用 Microsoft visual studio2016为开发环境,根据非标设备参数化设计需要对 Inventor进行开发,C#编程语言,参照 Inventor API的对象模型图,对二次开发中的对象、属性、事件等各种参数进行调用,最终实现非标设备参数化设计平台的功能需求

     

    2.2开发架构

     

    项目创建时,选择“ Autodesk Inventor2017Addn模板”,命名为“ Glovebox,自动生成解决方案。在解决方案资源管理器里面包括各种开发所需的基本的文件。项目开发架构主要包括有以下3部分主要内容:

     

     (1) StandardAdd in Server.cs:定义了该Add-ln的入口(即加载点);创建 Ribbon用户界面,定义环境界面等

     (2) Autodesk. Glovebox. Inventor. addin:定义了该com对象的相关信息

     (3) Gloveboxκ.X. man i fest:定义了该C0M对象的mani fest文件,用于支持side-by-side的功能,用于组织和描述隔离应用程序及并行组件。

     

    2.3通用零部件预定义开发

     

      在使用 iMate预定义技术之前,要对非标设备模型进行前期处理,即对非标设备通用零部件进行添加 i Mate预定义。对需要装配的接触面进行参数设置,如配合,对齐,连接等。根据非标设备的实际情况,按照一定规律自定义各个参数类型的名称,以方便在后期程序编写过程中根据规律编写筛选过滤代码、遍历参数和对比装配。

     

      非标设备在程序中调用通用零部件是通过零部件的名称直接调用,通过前期的零部件预定义参数添加,实现具体程序调用装配条件。

     

    3、设计工作界面定制

     

    设计工作界面是实现非标设备设计最终交互的媒介,而个友好的用户界面,能够使设计人员方便快捷地进行产品的设计与研发。非标设备设计工作界面定制原则如下:

     

     (1)通过操作比较简便直观的 Ribbon菜单进行界面定制,将新添加的环境放置在原有环境平行位置。

    (2)C#开发时,要按所实现的功能选择合适的控件对象,并合理布局控件对象在窗体中的位置。进行界面定制时,根据非标设备设计特点,通过属性窗口和代码窗口对非标设备属性进行修改。通过把合适的控件按功能需要放到合适的位置并设置属性,可以保留对象设置的属性默认值。

    (3)完成非标设备界面的定制后,对于需要与外部信息进行交互的对象,如命令按钮、单/复选按钮、检查框、文本框等,可以在代码窗口中编写程序,以此来告诉控件对象需要响应的事件或者动作。

     

    4、自动装配实现

     

     非标设备参数化开发和工作界面定制过程中,在整体界面上配置不同类型的选项卡;定义各种窗口和数据录入框包括箱体名称,图号,保存路径,生成模型按钮,非标设备体和左右端盖的参数录入窗口、箱体标准件配置列表等

     

     在标准件配置选项卡,设置了保存和读取配置按钮,通过按钮可以将配置好的标准件列表保存起来,随时调用。这些界面化的内容在后台都表现为相关的参数,这些参数不仅是实现参数化实现的关键,同时也是为最终非标设备自动装配提供依据。

     

    非标设备设计自动装配开发实现如下:

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